CN112046988A - 一种生物样本冷藏存储系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生物冷藏设备领域，公开了一种生物样本冷藏存储系统，包括：控制器、冷库、若干存放架、运载组件、整理装置和至少一个制冷系统，本发明解决现有技术中的存储系统存取样品整盒取出导致的样品保存效果差和频繁开门存取样品导致样品库内和样品容易结霜，设备能耗高的问题；同时在存储样本盒时，提前对盒内的样本试管进行整齐码放，便于统一管理和下次使用。

Description

一种生物样本冷藏存储系统

技术领域

本发明涉及生物冷藏设备领域，具体而言，涉及一种生物样本冷藏存储系统。

背景技术

现有的冷藏系统是由多台冰箱组合而成，无论是存储还是取出的过程中，都需要人工完全操作，因此会带来几个问题：1：人为操作时需要进行频繁的打开和关闭冷藏系统的门，导致冷藏系统内的冷空气泄露，不能使生物样本得到很好的保存；2：当需要取出或存储单个样本盒时，需要完全将整个存储架取出，导致不需要取出或存储的样本盒暴露在相对高的外界温度中，对其保存不利；3：样本试管凌乱的码放在样本盒中，不利于保存，当需要重复在同一个样本盒中取出或存储样本时，导致样本试管重复保存步骤过多，浪费保存和取出时间；如果在存储前，人工将样本试管整齐码放在样本盒中得话，遇到大量的样本需要储存时，对人工的浪费是及其巨大的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生物样本冷藏存储系统，解决现有技术中的存储系统存取样品整盒取出导致的样品保存效果差和频繁开门存取样品导致样品库内和样品容易结霜，设备能耗高的问题；同时在存储样本盒时，提前对盒内的样本试管进行整齐码放，便于统一管理和下次使用。

本发明是这样实现的：一种生物样本冷藏存储系统，包括：控制器、冷库、若干存放架、运载组件、整理装置和至少一个制冷系统；存放架设置于冷库内部，存放架的底部设有驱动机构，且在驱动机构的带动下，每个存放架能在冷库内运动；运载组件包括横向运载机构、纵向运载机构和抓取件，运载组件将样本盒从整理装置中运送至存放架内，抓取件用以抓取样本盒；整理装置将样本盒内的试管从新排列组合，归纳整理；控制器用以控制生物样本冷藏存储系统中的各个部件运动。

进一步的，整理装置包括：外壳、样本存储组件、整理组件和运输组件；样本存储组件设置在外壳内部，样本存储架包括：基座和用以装载样本盒的存储架，存储架设置于基座上；整理组件设置于外壳内部，整理组件包括用以放置样本盒的基台，用以抓取试管的机械手，横向运动件件和纵向运动件，纵向运动组件的固定端固定连接于基台，横向运动组件的固定端固定连接纵向运动组件的活动端，机械手固定连接横向运动组件的活动端，基台固定连接外壳且置于基座的上部；运输组件包括运动轨和抓取组件，运动轨固定连接于外壳，抓取件沿运动轨运动，抓取件用以抓取位于样本存储组件内的样本盒并将样本盒送至整理组件内，抓取组件和抓取件同结构设计；外壳上设有观察窗、取放窗和运输窗，观察窗上设有透明材料用以封闭观察窗，取放窗上设有透明的推拉板。

进一步的，基座的竖直投影面为正六边形，基座在电机的带动下沿基座的中轴线做旋转运动，存储架安装在基座的侧面上。

进一步的，存储架的数量大于等于3个且能够绕自身旋转轴转动，存储架由多个存储单元组成，每个存储单元装纳一个样本盒。

进一步的，还包括读码器，读码器用以识别、读取样本试管上的编码和样本盒上的编码。

进一步的，抓取件包括横向伸缩杆和承载板，横向伸缩杆的的固定端沿运动轨道运动，横向运动组件的活动端固定连接承载板，承载板的端部设有用以钩取样本盒的突起。

一种基于生物样本冷藏存储系统的存储方法，包括以下步骤：

S1：将装有样本试管的样品盒通过外壳放入样本存储组件中；

S2：通过运输组件将样本盒运输到整理组件中，对样本试管进行整理；

S3：通过运载组件将整理后的样本盒运送至存放架边；

S4：启动驱动机构将存放架打开并将样本盒放入进存放架内；

S5：重复S1-S4步骤，陆续将样本盒存放进存放架中，完成对样本盒的存放。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种生物样本冷藏存储系统：

1：整个设备实现了自动化存储，提高了存储效率，大大解放了无效劳动力。

2：有效的避免了现有技术存储时采用的需要整体开门，整架或整盒取出导致其余无关样本长期暴露在相对高温的环境中对样品损坏大的问题。

3:由于整个过程无需打开存储的库门，有效的避免了库内结霜和样品结霜的问题，确保了样品的正常保存。

4:避免工作人员长期暴露在低温环境中对身体造成损害的问题.

5:在样本盒存储之前，对样本盒内的样本试管进行重新整齐码放，便于统一管理并且便于下次对同一个样本盒内试管的操作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为发明提供的生物样本冷藏存储系统的结构示意图；

图2为发明提供的生物样本冷藏存储系统的中若干存放架的结构示意图；

图3为发明提供的生物样本冷藏存储系统的中运载组件的结构示意图；

图4为发明提供的生物样本冷藏存储系统的中存放架的结构示意图；

图5为发明提供的生物样本冷藏存储系统的中整理装置的外壳结构示意图；

图6为发明提供的生物样本冷藏存储系统的中整理装置的结构示意图一；

图7为发明提供的生物样本冷藏存储系统的中整理装置的结构示意图二；

图8为发明提供的生物样本冷藏存储系统中的抓取件的结构示意图；

图中：1-样本盒，11-存放架，111-驱动机构，20-运载组件，21-横向运载机构，22-纵向运载机构，23-抓取件，30-整理装置，40-制冷系统，100-外壳，110-观察窗，120-取放窗，130-运输窗，200-样本存储组件，210-基座，220-存储架，300-整理组件，310-基台，320-机械手，330-横向运动件件，340-纵向运动件，400-运输组件，410-运动轨，420-抓取组件，421-横向伸缩杆，422-承载板，423-突起。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例：

参照如图1-8所示的一种生物样本冷藏存储系统，包括：控制器、冷库、若干存放架11、运载组件20、整理装置30和至少一个制冷系统40；装有生物样本的样本盒1首先经过整理装置30对样本盒1中的样本试管进行整理在通过运载组件20将其输送到存放架11上，需要说明的是，整理装置30和存放架11的制冷系统40单独设置，通过先经过整理系统在进入存放架11上的样本盒1就避免了库内结霜和样品结霜的问题，确保了样品的正常保存；并且保证了整个存放架11内的温度是一致的，避免了存放架11内外的高低温度差的出现，有效的避免了现有技术存储时采用的需要整体开门，整架或整盒取出导致其余无关样本长期暴露在相对高温的环境中对样品损坏大的问题；整个设备自动化实现其存储和取出的功能，减少了人工操作，因此避免了操作人员长期与低温环境接触导致的一系列并发症出现。

具体的，存放架11设置于冷库内部，存放架11的底部设有驱动机构111，且在驱动机构111的带动下，每个存放架11能在冷库内运动；具体的存放架11下的驱动机构111接收到控制器的信号进行驱动处理，便于运载组件20将样本和运输到存放架11上，需要说明的是存放架11的具体形状和大小不做任何限制，在本实施例中，主要采用两面通透的框架来作为存放架11，此外存放架11上单独形成若干的存放单元用以放置样本盒1。

运载组件20包括横向运载机构21、纵向运载机构22和抓取件23，运载组件20将样本盒1从整理装置30中运送至存放架11内，抓取件23用以抓取样本盒1；具体的，横向运载机构21、纵向运载机构22采用但不限于同步带直线运动、齿轮齿条直线运动、丝杆模组直线运动或者气缸直线运动方式的组件。抓取件23包括横向伸缩杆421和承载板422，横向伸缩杆421的的固定端沿运动轨410道运动，横向运动组件的活动端固定连接承载板422，承载板422的端部设有用以钩取样本盒1的突起423，配合的，在整个系统中放置样本盒1的地方设置配合突起423的凸台，通过凸台将样本盒1的中部悬空，以此来便于样本盒1的抓取。

整理装置30将样本盒1内的试管从新排列组合，归纳整理；具体的，整理装置30包括外壳100、样本存储组件200、整理组件300和运输组件400；通过设置整理组件300对储存的样本盒1进行自动样本试管整理，提高了码放生物样本盒1的效率，且不占用大量人工，节俭了重复添加样本试管的繁琐步骤；设置样本储存组件以供操作人员简单快捷的将样本盒1快速放置进存储架220中，优化操作人员存储步骤。

样本存储组件200设置在外壳100内部，样本存储组件200包括：基座210和用以装载样本盒1的存储架220，存储架220设置于基座210上；其中，基座210的竖直投影面为正六边形，基座210在电机的带动下沿基座210的中轴线做旋转运动，存储架220安装在基座210的侧面上；存储架220的数量大于等于个且圆周紧密排列在基座210内，每个存储架220由多个存储单元组成，每个存储单元装纳一个样本盒1，在运输组件400抓取样本盒1时，基座210根据实际要求带动存储架220转动即可。

整理组件300设置于外壳100内部，整理组件300包括用以放置样本盒1的基台310，用以抓取试管的机械手320，横向运动件件330和纵向运动件340，纵向运动组件的固定端固定连接于基台310，横向运动组件的固定端固定连接纵向运动组件的活动端，机械手320固定连接横向运动组件的活动端，基台310固定连接外壳100且置于基座210的上部，需要说明的是横向运动组件和纵向运动组件都采用但不限于电子伸缩杆、气压伸缩杆或者丝杆传动杆；另外的机械手320也采用现有的技术方案，在此就不做诠释，还需要说明的是，机械手320对样本试管进行整理的时候需要对样本试管进行检测，在这里检测方式都采用现有的技术方案来实现：如：如读码器读取标记试管或者在样本盒1设置传感器来检测每个试管槽内是否有样本试管，依次来对样本试管进行码放，整个检测都由控制器控制，还需要说明的是，控制器的控制方式包括但不限于PLC，控制方式也为现有技术，就不做诠释。

运输组件400包括运动轨410和抓取组件420，运动轨410固定连接于外壳100，抓取件23沿运动轨410运动，具体的，运动轨410采用市面上可以见到的直线运动轨410，便于抓取组件420在其上面运动，根据设计要求，运动轨410的布置包括：直线轨道和曲线轨道，更具存储架220设置即可；抓取件23用以抓取位于样本存储组件200内的样本盒1并将样本盒1送至整理组件300内；同样的，抓取件23对样本盒1的识别，皆采用市面上可以看见的方式进行识别，包括但不限于：红外、传感器、读码器等方式，根据识别方式的不同还需要设置单片机等一些电子元件来以供PLC控制，具体的控制方式，在本实施例中，就不一一列举，皆采用现有的控制原理；另外的，抓取组件420的结构与抓取件23一致，包括横向伸缩杆421和承载板422，横向伸缩杆421的固定端沿运动轨410道运动，横向运动组件的活动端固定连接承载板422，承载板422的端部设有用以钩取样本盒1的突起423，配合的，在整理组件300和样本储存组件上放置样本盒1的地方设置配合突起423的凸台，通过凸台将样本盒1的中部悬空，以此来便于样本盒1的抓取；还要说明的是，在此处，伸缩杆包括但不限于电子伸缩杆，通过横向伸缩杆421带动承载板422来勾取样本盒1，将其运输到整理组件300内，横向运动组件与所述运动轨410的连接方式包括但不限于同步带直线运动、齿轮齿条直线运动、丝杆模组直线运动或者气缸直线运动；需要说明的是，不管怎么运动，只要将存储架220上的样本盒1送到整理组件300内即可，在运输过程中为了防止样本盒1掉落，在横向伸缩杆421的固定端设有用以防止样本盒1掉落的保护罩。外壳100上设有观察窗110、取放窗120和运输窗130，观察窗110上设有透明材料用以封闭观察窗110，取放窗120上设有透明的推拉板。

还需要说明的是，制冷系统40包括有单个或多个机械制冷系统40和备用制冷系统40。机械制冷系统40可以为蒸发器制冷系统40等，其可对应设置一个或多个，为确保整个存储系统正常制冷，本实施例中还设置有备用的制冷系统40，优选的，备用制冷系统40为液氮或者二氧化碳备用制冷系统40、当然也可采用机械制冷系统40，在此不做具体限制。制冷系统40采用单个或多个机械制冷系统40保障和备用制冷系统40，多重保障，确保样本存储的安全性。

一种基于生物样本冷藏存储系统的存储方法，包括以下步骤：

S1：将装有样本试管的样品盒通过外壳100放入样本存储组件200中；

S2：通过运输组件400将样本盒1运输到整理组件300中，对样本试管进行整理；

S3：通过运载组件20将整理后的样本盒1运送至存放架11边；

S4：启动驱动机构111将存放架11打开并将样本盒1放入进存放架11内；

S5：重复上述操作，陆续将样本盒1存放进存放架11中，完成对样本盒1的存放。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种生物样本冷藏存储系统，其特征在于，包括：控制器、冷库、若干存放架、运载组件、整理装置和至少一个制冷系统；

所述存放架设置于所述冷库内部，所述存放架的底部设有驱动机构，且在驱动机构的带动下，每个所述存放架能在所述冷库内运动；

所述运载组件包括横向运载机构、纵向运载机构和抓取件，所述运载组件将样本盒从所述整理装置中运送至所述存放架内，所述抓取件用以抓取样本盒；

所述整理装置将样本盒内的试管从新排列组合，归纳整理；

所述控制器用以控制所述生物样本冷藏存储系统中的各个部件运动。

2.如权利要求1所述的生物样本冷藏存储系统，其特征在于，所述整理装置包括：外壳、样本存储组件、整理组件和运输组件；

所述样本存储组件设置在所述外壳内部，所述样本存储架包括：基座和用以装载样本盒的存储架，所述存储架设置于所述基座上；

所述整理组件设置于所述外壳内部，所述整理组件包括用以放置样本盒的基台，用以抓取试管的机械手，横向运动件件和纵向运动件，所述纵向运动组件的固定端固定连接于所述基台，所述横向运动组件的固定端固定连接所述纵向运动组件的活动端，所述机械手固定连接所述横向运动组件的活动端，所述基台固定连接所述外壳且置于所述基座的上部；

所述运输组件包括运动轨和抓取组件，所述运动轨固定连接于所述外壳，所述抓取件沿所述运动轨运动，所述抓取件用以抓取位于所述样本存储组件内的样本盒并将样本盒送至整理组件内，所述抓取组件和抓取件同结构设计；

所述外壳上设有观察窗、取放窗和运输窗，所述观察窗上设有透明材料用以封闭所述观察窗，所述取放窗上设有透明的推拉板。

3.如权利要求2所述的生物样本冷藏存储系统，其特征在于，所述基座的竖直投影面为正六边形，所述基座在电机的带动下沿所述基座的中轴线做旋转运动，所述存储架安装在所述基座的侧面上。

4.如权利要求3所述的生物样本冷藏存储系统，其特征在于，所述存储架的数量大于等于3个且能够绕自身旋转轴转动，所述存储架由多个存储单元组成，每个所述存储单元装纳一个样本盒。

5.如权利要求2所述的生物样本冷藏存储系统，其特征在于，还包括读码器，所述读码器用以识别、读取样本试管上的编码和样本盒上的编码。

6.如权利要求2所述的生物样本冷藏存储系统，其特征在于，所述抓取件包括横向伸缩杆和承载板，所述横向伸缩杆的的固定端沿所述运动轨道运动，所述横向运动组件的活动端固定连接所述承载板，所述承载板的端部设有用以钩取样本盒的突起。

7.一种基于权利要求5所述的生物样本冷藏存储系统的存储方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将装有样本试管的样品盒通过外壳放入样本存储组件中；

S2：通过运输组件将样本盒运输到整理组件中，对样本试管进行整理；

S3：通过运载组件将整理后的样本盒运送至存放架边；

S4：启动驱动机构将存放架打开并将样本盒放入进存放架内；

S5：重复S1-S4步骤，陆续将样本盒存放进存放架中，完成对样本盒的存放。

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